汽車防盜新意不斷，智能電子方案讓盜賊“望車興嘆”

從防盜的基本方式來看，汽車防盜分為兩大基本類別：機(jī)械式防盜和電子式防盜。機(jī)械式防盜是比較初級簡單的防盜方式，比如利用車輪鎖、檔鎖和方向盤鎖等來進(jìn)行防盜，主要用于汽車的后裝市場。電子式防盜最早起源于1986年通用推出的汽車防盜系統(tǒng)(Vehicle Anti-Theft System，VATS)，該系統(tǒng)的原理是在車鑰匙中安裝一個嵌入式電阻，當(dāng)車鑰匙插入車鎖中，車鎖內(nèi)兩根精細(xì)的線接觸到車鑰匙的內(nèi)部電阻，防盜系統(tǒng)的處理模塊通過觸點讀出電阻值，并與預(yù)先設(shè)定的固定電阻值進(jìn)行比較，如果兩個阻值吻合則允許啟動發(fā)動機(jī)，如果不吻合則只有在10分鐘之后才能再次嘗試啟動發(fā)動機(jī)，從而起到了防盜作用。

VATS系統(tǒng)的推出激發(fā)了汽車行業(yè)對電子防盜技術(shù)的需求。由于具有智能化、更安全和更加便利等特性，各大汽車廠商紛紛將電子式汽車防盜系統(tǒng)作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置，并致力于不斷研發(fā)更高級的防盜技術(shù)，以確保將盜賊完全拒之車外。半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步為汽車廠商實現(xiàn)這一目標(biāo)提供可能，以恩智浦、Microchip、飛思卡爾、TI和Atmel等為代表的半導(dǎo)體廠商圍繞汽車防盜這一領(lǐng)域推出各種新的產(chǎn)品與方案，推動汽車防盜系統(tǒng)向更高級階段邁進(jìn)。

主流汽車防盜方案

從目前市場上的主流車型來看，主要的防盜方式包括發(fā)動機(jī)防盜鎖止系統(tǒng)(IMMO)、遙控門鎖(RKE)、無鑰匙門禁(PKE)、雙向智能鑰匙、紅外線偵測、氣流偵測和GPS衛(wèi)星定位等，其中以IMMO和RKE的應(yīng)用最為廣泛。

發(fā)動機(jī)防盜鎖止系統(tǒng)是在通用的VATS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在防盜原理上傳承了VATS的思路，即利用鑰匙中芯片的密碼與起動電門中的密碼進(jìn)行匹配來控制發(fā)動機(jī)的起動，以達(dá)到防盜的目的。“IMMO主要通過引擎控制單元ECU來控制發(fā)動機(jī)，整個方案包括低頻收發(fā)器、MCU、穩(wěn)壓器和通信接口芯片(比如CAN、LIN收發(fā)器)。”恩智浦半導(dǎo)體公司汽車電子大中華區(qū)高級市場經(jīng)理張建臣指出，“在尺寸的限制下，如此多的元器件需要用一塊專門的電路板來實現(xiàn)，為此我們推出新一代的單芯片解決方案ABIC2，包括了LIN收發(fā)器、穩(wěn)壓器及數(shù)字邏輯單元，實現(xiàn)了單芯片的遠(yuǎn)程ECU通訊，只需要三根線(Power、GND和LIN)就可以實現(xiàn)IMMO功能?！?

遙控門鎖(RKE)技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用最為普遍，目前市場上從高檔到低檔的絕大部分車型都具備了這一功能。該技術(shù)的原理是通過車身控制模塊BCM來控制車門，只需按下鑰匙上的按鈕就能關(guān)閉或打開車門。隨著技術(shù)發(fā)展，一些中高檔車型如凱迪拉克STS、福特蒙迪歐、標(biāo)致307等將這一功能與發(fā)動機(jī)防盜鎖止系統(tǒng)集成在一起。張建臣表示，為節(jié)約鑰匙的成本和空間，恩智浦率先推出集成了IMMO和RKE的單芯片方案，“該芯片擁有HITAG2＋車用遙控門鎖應(yīng)答器(PCF7946)，結(jié)合了現(xiàn)有HITAG器件(PCF7936)經(jīng)過驗證的防盜安全功能以及遙控門鎖的便利性，”他說道。

無鑰匙門禁系統(tǒng)(PKE)在RKE基礎(chǔ)之上發(fā)展起來，作為新一代防盜技術(shù)正在逐步發(fā)展壯大，目前已經(jīng)從高檔車市場逐步進(jìn)入中檔車市場，不僅奔馳、寶馬等高端汽車制造商已經(jīng)廣泛采用了PKE，像福特蒙迪歐、日產(chǎn)的天籟和新型馬自達(dá)等中型車型也紛紛采用這一技術(shù)。張建臣解釋說，PKE不是傳統(tǒng)的鑰匙，而是一個智能鑰匙，類似于智能卡。當(dāng)駕駛者踏進(jìn)指定范圍時，該系統(tǒng)通過識別判斷如果是合法授權(quán)的駕駛者則進(jìn)行自動開門。上車之后，駕駛者只需要按一個按鈕即可啟動點火開關(guān)。“作為首家量產(chǎn)PKE方案的半導(dǎo)體廠商，恩智浦目前可以提供完整的解決方案，主流芯片PCF7952具有高集成度、低功耗的特點，集成了IMMO、RKE和PKE的所有功能，”他介紹道。

雙向智能鑰匙是一種更加智能化的防盜技術(shù)，通過增加RF模塊實現(xiàn)雙向通信功能。不過由于成本偏高，在市場上大范圍的應(yīng)用還有待時日。雙向智能鑰匙的優(yōu)勢主要在兩個方面：一是更易于使用，車主可通過LED或LCD顯示屏在鑰匙上監(jiān)控汽車的狀態(tài)，確認(rèn)汽車是否已經(jīng)上鎖，引擎是否仍在運(yùn)轉(zhuǎn)；另一個優(yōu)勢是安全性大大增強(qiáng)，傳統(tǒng)的單向鑰匙向汽車傳輸信號時面臨被截獲或攻擊的危險，使用雙向解決方案時，汽車廠商可以利用各種加密安全運(yùn)算法則對鑰匙和汽車間的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

針對RKE和PKE的應(yīng)用，Microchip提供獲得專利的KEELOQ技術(shù)，用于實現(xiàn)跳碼發(fā)射，對汽車進(jìn)行鎖止或者開鎖。該公司安全、微控制器及技術(shù)開發(fā)事業(yè)部產(chǎn)品營銷經(jīng)理Fanie Duvenhage表示，一些系統(tǒng)向汽車發(fā)射很短的固定代碼信息，信息容易遭到捕獲并被重新發(fā)射，另外在有些系統(tǒng)中，信息較短，也很容易被他人“猜出”保密信息，給安全帶來隱患?！袄梦覀兊腒EELOQ技術(shù)，每次發(fā)射的信息都是獨(dú)特的，即使有人捕獲了所發(fā)射的信息，也無法加以利用，因為下一條信息將完全不同。而且該信息足夠長，難以被他人猜出。從安全、成本和易用角度來看，KEELOQ系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢。”

為提高安全性，TI推出新一代低功耗PKE加密收發(fā)器方案DST+，不僅具有身份識別的功能，還能驗證這種識別的準(zhǔn)確性，在這一系統(tǒng)中存儲了經(jīng)授權(quán)的備有鑰匙數(shù)目、學(xué)習(xí)過程的日期和時間印記以及其它背景信息，更加增添了收發(fā)器的安全特性。此外，通過集成RFID器件，TI的這一方案還實現(xiàn)了無鑰匙進(jìn)入的功能，駕駛者隨身攜帶的識別器內(nèi)含一個或多個與RFID器件相連的天線，可在車主接近或觸摸門把手時自動識別駕駛者并打開車鎖。

除了在電子鎖方面的不斷創(chuàng)新與研究，汽車防盜技術(shù)還進(jìn)一步發(fā)展到通過各種傳感器來探測車門開啟、汽車內(nèi)部人員活動的狀況，甚至利用加速傳感器來探測汽車是否被拖走。比如保時捷911在車內(nèi)后視鏡基座上裝有一個紅外線偵測器，專門偵測車輛上鎖之后內(nèi)部的風(fēng)吹草動；標(biāo)致307則在車內(nèi)安裝了超聲波傳感器，用來探測車內(nèi)的空氣運(yùn)動，一旦出現(xiàn)異常，與之相連的外部報警系統(tǒng)會立即啟動進(jìn)行報警。“汽車防盜系統(tǒng)中多數(shù)傳感器和中央控制單元的工作都是利用微控制器實現(xiàn)的，”Duvenhage指出?！翱删幊涛⒖刂破骶哂徐`活性，允許每輛汽車和每個系統(tǒng)都不相同，具體取決于設(shè)計師所希望實現(xiàn)的功能，我們在這個領(lǐng)域可以向客戶提供廣泛的選擇?！?

此外，在一些高檔車型中還出現(xiàn)了密碼鎖、人體鎖和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)等更為先進(jìn)的防盜方式。比如雪鐵龍休旅車Evasion在每次發(fā)動前都需要輸入密碼，經(jīng)確認(rèn)無誤后才能啟動車輛，車主可隨時更改密碼，以防密碼被破解；人體鎖則是將聲音、指紋等人體生物特征作為輸入的密碼信息，由計算機(jī)進(jìn)行識別控制開鎖。與此同時，還有一些汽車制造商將GPS技術(shù)與GSM網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實現(xiàn)車輛定位、網(wǎng)絡(luò)防盜、遠(yuǎn)程熄火和遠(yuǎn)程操控車輛等功能，進(jìn)一步提升了汽車的防盜能力。

芯片方案發(fā)展趨勢

針對汽車防盜領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢？恩智浦的張建臣指出，預(yù)測未來的最佳方式是將無鑰匙系統(tǒng)想象成其他技術(shù)之間的調(diào)和器?！拌€匙或智能卡的尺寸限制了其內(nèi)存的大小和智能程度，但是它總是跟隨著駕駛者，因此可以利用PDA、手機(jī)、車載信息娛樂系統(tǒng)甚至是汽車本身來共享其的信息資源和處理能力，從而為駕駛者提供更多的服務(wù)及便利。”他表示，為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，芯片方案的集成度將變得越來越高，同時由于有了更多的互聯(lián)，安全性也會得到更多的關(guān)注。

Microchip的Duvenhage則表示，從發(fā)展趨勢來看，客戶對舒適性的關(guān)注增強(qiáng)。“PKE開始進(jìn)入汽車就是最好的證明，同時LCD顯示器也開始出現(xiàn)在密鑰卡上?！彼A(yù)計，IC解決方案將趨于更通用的MCU，而遠(yuǎn)離定制的ASIC器件?！案骷移噺S商的防盜系統(tǒng)各不相同，但由于需求量小，從成本的角度出發(fā)，半導(dǎo)體廠商難以為每家客戶開發(fā)新型芯片?！币虼薓icrochip專為汽車電子廠商提供可編程器件，使得防盜系統(tǒng)制造商可以通過對器件進(jìn)行編程來滿足需求，而不是依靠半導(dǎo)體廠商為其定制產(chǎn)品。

從芯片方案面臨的挑戰(zhàn)來看，安全可靠永遠(yuǎn)是汽車防盜系統(tǒng)的第一追求。相較機(jī)械式防盜，電子式防盜系統(tǒng)更為先進(jìn)復(fù)雜，但它們有一個共同的軟肋，就是可能被盜賊破解。為此，芯片廠商在開發(fā)更高級的加密算法上也是不遺余力，例如Microchip針對RKE和PKE應(yīng)用開發(fā)的KEELOQ專利技術(shù)采用獨(dú)特的密碼技術(shù)，保證每次發(fā)射的信息完全不同且信息足夠長，而恩智浦則將算法密鑰從48位提升到96位。

此外，為了保證鑰匙在電池耗盡、不慎落水等極端條件下仍然可靠，恩智浦還推出了LSP封裝，將Transponder的低頻天線封裝到芯片內(nèi)部。“在汽車防盜領(lǐng)域，我們的目標(biāo)是圍繞市場的主流防盜系統(tǒng)不斷推出符合未來市場需求的新產(chǎn)品。比如為了滿足用戶更多人性化的需求，我們的Transponder可提供更大存儲空間，幫助駕駛者利用鑰匙記錄更多的車主信息，如座椅位置、空調(diào)和信息娛樂的設(shè)置等。”張建臣透露，未來恩智浦還將推出集成NFC的芯片，可實現(xiàn)鑰匙跟手機(jī)的互聯(lián)，為鑰匙功能的進(jìn)一步豐富提供了可能。